Gren melakukan penampilan sulung untuk pasukan kebangsaan Sweden pada 29 Ogos 1940 ketika pasukannya meraih kemenangan 3-2 ke atas Finland. Pada dekad seterusnya, beliau telah beraksi dalam 40 perlawanan untuk Sweden. Pada era ini, Gren sebahagian daripada pasukan Sweden yang memenangi pingat emas dalam Sukan Olimpik 1948 di London. Beliau telah menyumbat dua gol pada aksi final menentang Yugoslavia di Stadium Wembley.[10]

Gren telah berhenti daripada mewakili pasukan Sweden. Walau bagaimanapun, kejohanan Piala Dunia 1958 yang berlangsung di tanah airnya telah memperlihatkan persiapan pasukan Sweden yang agak lemah. Persatuan Bola Sepak Sweden telah mengubah syarat dengan memanggil Gren yang telah menamatkan kariernya dan beraksi di Divisyen Kedua Sweden. Gren menjadi pemain tertua dalam edisi Piala Dunia kali ini iaitu berusia 37 tahun. Beliau merupakan tonggak penting pasukan yang meraih pingat perak Piala Dunia. Gren tampil dalam lima perlawanan dan menjaringkan satu gol ketika perlawanan separuh akhir menentang Jerman Barat yang berkesudahan Sweden menang 2-1. Gren juga diumumkan ke dalam Bintang Pasukan Pilihan dalam edisi Piala Dunia tersebut.

Perlawanan terakhir Gren untuk Sweden pada 26 Oktober 1958 menentang Denmark yang tamat seri 4-4. Secara keseluruhannya, Gren telah beraksi dalam 57 perlawanan dan menjaringkan 32 gol.